Søgealgoritmer er essentielle værktøjer inden for datalogi, der bruges til at lokalisere specifikke elementer i en samling af data. Disse algoritmer er designet til effektivt at navigere gennem datastrukturer for at finde den ønskede information, hvilket gør dem fundamentale i forskellige applikationer som f.eks. databaser, websøgemaskiner , og mere.

Søgealgoritme

Indholdsfortegnelse

• Hvad er søgning?
• Søge efter terminologier
• Vigtigheden af ​​at søge i DSA
• Anvendelser af søgning
• Grundlæggende om søgealgoritmer
• Søgealgoritmer
• Sammenligninger mellem forskellige søgealgoritmer
• Biblioteksimplementeringer af søgealgoritmer
• Lette problemer med at søge
• Medium problemer ved søgning
• Svære problemer med at søge

Hvad er søgning?

Søgning er den grundlæggende proces lokalisering af et bestemt element eller element i en samling af data . Denne indsamling af data kan antage forskellige former, såsom arrays, lister, træer eller andre strukturerede repræsentationer. Det primære formål med søgning er at afgøre, om det ønskede element findes i dataene, og i så fald at identificere dets præcise placering eller hente det. Det spiller en vigtig rolle i forskellige beregningsopgaver og applikationer i den virkelige verden, herunder informationssøgning, dataanalyse, beslutningsprocesser og mere.

Søge efter terminologier:

Målelement:

Ved søgning er der altid et specifikt målelement eller emne, som du ønsker at finde i dataindsamlingen. Dette mål kan være en værdi, en post, en nøgle eller en hvilken som helst anden dataenhed af interesse.

Søg rum:

Søgerummet refererer til hele samlingen af ​​data, inden for hvilken du leder efter målelementet. Afhængigt af den anvendte datastruktur kan søgeområdet variere i størrelse og organisation.

Kompleksitet:

Søgning kan have forskellige niveauer af kompleksitet afhængigt af datastrukturen og den anvendte algoritme. Kompleksiteten måles ofte i tids- og pladsbehov.

Deterministisk vs. ikke-deterministisk:

Nogle søgealgoritmer, f.eks binær søgning , er deterministiske, hvilket betyder, at de følger en klar, systematisk tilgang. Andre, såsom lineær søgning, er ikke-deterministiske, da de i værste fald kan have brug for at undersøge hele søgerummet.

Vigtigheden af ​​at søge i DSA:

• Effektivitet: Effektive søgealgoritmer forbedrer programmets ydeevne.
• Datahentning: Find og hent hurtigt specifikke data fra store datasæt.
• Databasesystemer: Muliggør hurtig forespørgsel i databaser.
• Problemløsning: Anvendes i en bred vifte af problemløsningsopgaver.

Anvendelser af søgning:

Søgealgoritmer har adskillige applikationer på tværs af forskellige felter. Her er nogle almindelige applikationer:

• Informationssøgning: Søgemaskiner som Google, Bing og Yahoo bruger sofistikerede søgealgoritmer til at hente relevant information fra enorme mængder data på nettet.
• Databasesystemer: Søgning er grundlæggende i databasesystemer til at hente specifikke dataposter baseret på brugerforespørgsler, hvilket forbedrer effektiviteten i datahentning.
• E-handel: Søgning er afgørende i e-handelsplatforme for, at brugerne hurtigt kan finde produkter baseret på deres præferencer, specifikationer eller søgeord.
• Netværk: I netværk bruges søgealgoritmer til at dirigere pakker effektivt gennem netværk, finde optimale stier og administrere netværksressourcer.
• Kunstig intelligens: Søgealgoritmer spiller en afgørende rolle i AI-applikationer, såsom problemløsning, spil (f.eks. skak) og beslutningsprocesser
• Mønster genkendelse: Søgealgoritmer bruges i mønstermatchningsopgaver, såsom billedgenkendelse, talegenkendelse og håndskriftsgenkendelse.

Grundlæggende om søgealgoritmer:

• Introduktion til søgning – Datastruktur og algoritmevejledning
• Vigtigheden af ​​at søge i datastruktur
• Hvad er formålet med søgealgoritmen?

Søgealgoritmer:

• Lineær søgning
• Sentinel lineær søgning
• Binær søgning
• Meta binær søgning | Ensidet binær søgning
• Ternær søgning
• Hop Søg
• Interpolationssøgning
• Eksponentiel søgning
• Fibonacci-søgning
• Den allestedsnærværende binære søgning

Sammenligninger mellem forskellige søgealgoritmer:

• Lineær søgning vs binær søgning
• Interpolationssøgning vs binær søgning
• Hvorfor foretrækkes binær søgning frem for ternær søgning?
• Er Sentinel Linear Search bedre end normal Linear Search?

Biblioteksimplementeringer af søgealgoritmer:

• Binære søgefunktioner i C++ STL (binær_søgning, nedre_grænse og øvre_grænse)
• Arrays.binarySearch() i Java med eksempler | Sæt 1
• Arrays.binarySearch() i Java med eksempler | Sæt 2 (Søg i underarray)
• Collections.binarySearch() i Java med eksempler

Lette problemer ved søgning:

• Find de tre største elementer i en matrix
• Find det manglende nummer
• Find det første gentagende element i en række heltal
• Find det manglende og gentagende nummer
• Søg, indsæt og slet i et sorteret array
• Tæl 1'ere i et sorteret binært array
• To elementer, hvis sum er tættest på nul
• Find et par med den givne forskel
• k største (eller mindste) elementer i en matrix
• K. mindste element i et række- og kolonnevis sorteret 2D-array
• Find almindelige elementer i tre sorterede arrays
• Loft i et sorteret array
• Gulv i et sorteret array
• Find det maksimale element i en matrix, som først er stigende og derefter faldende
• Givet en matrix af størrelse n og et tal k, find alle elementer, der vises mere end n/k gange

Mellemstore problemer ved søgning:

• Find alle trillinger med nulsum
• Find det element, før hvilket alle elementer er mindre end det, og hvorefter alle er større
• Find den største parsum i et usorteret array
• K'th mindste/største element i usorteret array
• Søg efter et element i et sorteret og roteret array
• Find minimumselementet i et sorteret og roteret array
• Find et topelement
• Maksimum og minimum af et array ved brug af minimum antal sammenligninger
• Find et fast punkt i en given matrix
• Find de k hyppigste ord fra en fil
• Find k elementer, der er tættest på en given værdi
• Givet en sorteret matrix og et tal x, find det par i matrix, hvis sum er tættest på x
• Find det nærmeste par fra to sorterede arrays
• Find de tre nærmeste elementer fra givne tre sorterede arrays
• Binær søgning efter rationelle tal uden at bruge flydende komma-aritmetik

Svære problemer med at søge:

• Medianen af ​​to sorterede arrays
• Medianen af ​​to sorterede arrays af forskellig størrelse
• Søg i et næsten sorteret array
• Find positionen af ​​et element i en sorteret række af uendelige tal
• Givet et sorteret og roteret array, find om der er et par med en given sum
• K'th mindste/største element i usorteret array | Worst case Lineær Tid
• K’største element i et vandløb
• Bedste første søgning (informeret søgning)

Hurtige links:

• 'Øvningsproblemer' om søgning
• 'Quizz' om søgning

Anbefalede:

• Lær datastruktur og algoritmer | DSA Tutorial